为了降低汽车的能耗,减少汽车对大气的污染,加之人们对于汽车安全、舒适、便利、豪华的追求,汽车电子化的程度逐年增加。电子技术已广泛用于汽车发动机控制,汽车底盘的传动、转向、制动、悬架控制,汽车仪表,故障诊断以及音响、通信、导航等方面。汽车电子化的程度被看作是衡量一个国家汽车生产水平的重要标志。
汽车电子的发展,按照所采用的半导体器件可划为三个阶段。第一阶段,分立式半导体元件开始用于汽车交流发电机整流器、固态收音机、电子点火、数字钟以及车速控制电路等。第二阶段,集成电路和4位、8位、16位微处理器及单片计算机被用来开发汽车专用的电子系统,其中包括有发动机控制系统、电子显示系统、汽车制动防抱死系统、电子悬架控制系统、音响系统、空调控制系统等。第三阶段,智能功率器件、智能传感器、大容量的EEPROM、功能更加完备的专用单片机等的应用,将会使汽车的总体结构、性能发生根本的改变。在这一阶段,动力传动系统的综合控制,制动、驾驶与悬架综合控制系统、数字音响系统、自诊断系统、通信及导航系统、汽车网络系统,都将有很大的发展。
汽车主要电子系统功能的说明
一、发动机综合控制系统
国外在车用汽油发动机上广泛采用发动机电子控制系统,使发动机在各种工况下运行均能处在最佳状态。这是当前综合解决发动机节能和减少排气污染最有效的措施。
典型的发动机综合控制系统,其功能包括空燃比控制、点火时刻控制、怠速转速控制、废气再循环控制。控制系统由传感器、执行器、电子控制单元组成。传感器有发动机转速传感器、负荷传感器、进气温度、冷却液温度传感器以及氧传感器。执行器包括有喷油器、点火器、怠速执行器和废气再循环阀。(参见图1)

二、安全系统
1.汽车制动控制系统
汽车在制动时,有时会发生车轮抱死的现象,轮胎与路面产生相对滑动。特别是汽车转弯时如发生摆尾现象,将是十分危险的。电子制动防抱系统可以控制车轮在制动时处在既滚动又滑动的状态,获得最佳的制动效果。
在每个车轮上安装一个转速传感器,两个计算机同时运行相同的程序。在制动时,计算机根据每个车轮的转速和汽车行驶速度进行判断,分别控制每个车轮的制动油压,每隔7个毫秒调整一次,防止在制动过程中车轮抱死。
如两个计算机系统处理结果不同,制动控制系统自动恢复到传统的控制方式,并通知驾驶员制动防抱控制系统失灵。
2.电子护身气袋系统
在汽车发生撞车时,该系统用来保护驾驶员的安全。四个加速度传感器分别安装在散热器、驾驶室前和保险杠的左右端。护身气袋固定在方向盘上。袋内装有化学物质。在汽车发生碰撞时,传感器将信号送给计算机,经计算机确认后控制电加热器使袋中的化学物质迅速变成氦气充满气袋,将驾驶员和方向盘隔开。
三、信息显示系统
信息显示系统如图2所示。由各种传感器送来的信息,经计算机处理后用数字或线条图形方式显示。主要显示的参数有车速、发动机转速、续驶里程、冷却液温度、机油压力、燃油量、充电指示、转向信号等。功能强的显示系统还能显示汽车瞬时油耗、旅程油耗、油箱耗空前能行驶的里程数。驾驶员还可用按键将所需的信息依次调出进行显示。警告信号随时提醒驾驶员注意发动机出现的故障、安全带是否系好、车门是否已关上等。

四、车身悬架控制系统
车身悬架控制系统是根据驾驶员的选择,车子载重及路面行驶条件自动改变空气悬架的刚度及减震器的阻尼,并对汽车的高度和车身的水平状态进行调整,提高汽车行驶的平顺性。在汽车紧急起步、制动及转弯时,控制系统自动调整每个车轮悬架的刚度,保持车身的水平,使车子具有良好的操纵性,保证前大灯正常的照明。
计算机根据前、后车身高度传感器送来的信号,在汽车开动前迅速调好车身的水平。在点火开关关闭一小时后,控制系统关闭大部分水平控制系统,以避免不必要的功率消耗。
五、“小气候”控制系统
为了提高乘坐的舒适性,计算机根据车内外温度传感器,日照传感器及蒸发器出口温度传感器送来的信号进行温度平衡计算,控制进出风口、加热器和鼓风马达,调节车厢内的温度、湿度和空气质量,制造人体感觉是舒适的自然气候环境。(参见图3)

六、语言信息系统
语言信息系统是在驾驶员疏忽时得到声音语言的提醒。例如:关好门、没拔点火钥匙,拉好手刹车等。在发动机工作发生异常时警告驾驶员停车。
语言信息系统将声音模型数字化后存在ROM中,计算机采集各种传感器的信号进行逻辑判断,从ROM中读出所需的声音模型,经D/A转换后还原成模拟电压信号,再经滤波、放大送给扬声器。
语言控制系统的功能是驾驶员可以用语言控制汽车完成一些简单的辅助操作。系统中语音识别是将声音经语音变换器标准化处理后,与计算机存储的命令进行比较,输出控制信号。这种系统识别的命令数少。另一种可训练语言识别系统,是将使用者的语音信息记忆在识别系统的存储器中,这种系统可识别的命令多达200个单词,准确度也较高。
七、导航系统
汽车在生疏的地带行驶,特别是在难以看清道路标志和周围景色及夜间行车时,为了消除行车的不便,将城市地图或公路网存入计算机。在汽车行进过程中,导航系统接收卫星发射的信号和装在车上地磁方位传感器的信号,经过计算机处理,确定汽车所在位置的准确坐标和当前行驶的方向。计算出到达目的地所剩的里程,并不断地在显示屏上显示。有的国家已将全国10万个城镇的方位、主干道、高速公路、河流和桥梁等情况制成光盘地图册。通过检索键就可方便地找到要到达的目标及最佳行驶路线。(袁大宏)